轴承运行状态监测常用方法

编者按

轴承是旋转机械中非常重要的部件，其运行状态往往决定着整个机组的使用寿命和运行可靠性。为此，设备制造商通常会根据设备的大小、使用工况及重要程度，对其所配套的轴承进行适当的监测。一系列传统和高级选项可帮助你对轴承的运行状态进行监测。不要忽视其中的任何一个。

本文作者efficientplantmag.com/Galen Burdeshaw，以三种主要的人类感官（视觉、听觉和触觉）为引导，深入浅出地介绍了各种常见的轴承监测，其中包括一些经验，值得借鉴。供同行们参考。

前言

轴承的健康状况对设备和流程（系统）的健康至关重要。通过适当的监测，可以识别和纠正即将发生的故障。相反，如果没有完善的监测，并且在需要时没有采取后续的纠正措施，单个轴承故障可能导致设备完全停机和无数小时的生产损失。

轴承监测由三种主要的人类感官引导：视觉、听觉和触觉。基本监测通常是通过观察部件（的状态）进行的。幸运的是，有许多高度敏感的工具可以放大这些观察结果，使它们更加引人注目和可记录。它们还包括帮助识别报警的基本逻辑。当你寻求解决轴承方面的问题时，请牢记以下技术。

视觉监测：目视

通过传统方法目视监测轴承，包括观察润滑情况、腐蚀和退化（如磨损）。正确润滑的轴承在重新润滑时，应清除老的润滑油脂。通过观察老的润滑油脂的状况，可以判断再润滑的间隔时间是否正确以及润滑油脂是否已污染/老化。

腐蚀迹象也是一种有价值的监测手段。高度腐蚀会降低材料强度和性能。如发现配合表面、密封部位等有明显的物理尺寸（形状）的变化，则需要进行进一步的检查。这些观察结果，通常是轴承完全失效之前（磨损、发热和其它异常）所发出的信号。

轴承观察元件（包括视窗）和热成像枪是利用视觉观察的最常用的监测工具。用稀油自润滑而不是脂润滑的轴承，通常装有观察元件（如油位视窗、液位计等），以指示轴承可用油的存在和含量。这些类型的观察元件不仅实用，而且价格便宜。

听觉监测：听音

传统上，声音监测是机械监测最常用的方法之一。这是因为奇怪的噪音是运行不正常的明显标志，即使对未经培训的用户也是如此。这种类型的监测（如便携式声音测试仪），是通过操作员的日常例行工作快速进行的。毕竟，对于专业人员，如果某台设备轴承的声音异常，则是很容易检测出来的。

非专业人员的听觉观察可能存在两个问题：1）当他们听出声音异常时，通常已到了轴承即将故障的后期阶段，此时，遵循原计划停机时间来更换轴承是不切实际的；2）单个轴承的听觉反馈可能被其环境的整体噪声所掩盖。这就是听诊器（带放大）和分贝计等仪器的优势所在。两者都具有广泛的功能，包括量化读数和记录功能，使用户能够了解轴承性能的发展趋势。这些工具，对于在识别危险性较小的故障阶段的不当运行可能更有用。

正常情况下，轴承应该（相对）安静平稳地运行，出现任何不同的状况都可能反映轴承本身（可能产生了）缺陷或问题。应慎重对待并迅速检查磨损或撞击等噪音。这些噪音可能表明轴承完全失效，继续使用可能导致灾难性故障和/或损坏相关零部件。轴承发出的轻微咔嗒声和尖叫声，可能表示松动、故障或打滑，应彻底检查原因并进行纠正。

听觉评估不像其它监测技术那样敏感。它实际上更像是一种识别故障的方法，而不是识别性能不佳的方法。不过，需要记住的一件事是：在故障的早期阶段，在较高的运行速度下的声音监测，比在较低的速度下更明显、更容易。

许多轴承制造商/设备制造商提供预装在轴承上的各种永久（安装的）传感器，可在线实时监测轴承温度和/或轴承箱振动速度。

物理监测：触觉

通过触觉监测轴承，然后将观察结果与历史性能进行对比和趋势分析，这是迄今为止评估轴承状况和预测故障的最有用和最准确的方法。触觉方法可用于监测温度、振动和润滑参数。

温度监测

工作温度是轴承最实用和最有益的监测方法，因为不需要昂贵的工具。它也适用于所有类型的应用（即从低速到高速、从轻载到重载）。例如，人类的平均疼痛阈值约为130°F（约55℃），因此，如果很难保持手与轴承接触几秒钟，则温度可能超过130°F；一种相关的判定方法，如果滴落在轴承箱上的水滴迅速沸腾，则表明轴承温度已超过212°F（100℃）。

对轴承温度进行监测至关重要：当该部件发生故障时，它们会变得更热。随时间变化的温度趋势将有助于确定故障的早期阶段。执行此操作的最常用的工具包括热电偶和铂热电阻（RTD），两者都可以永久安装在轴承箱上，以进行连续实时监测。

还可提供用于在危险工作温度下发出报警和/或停机的温度开关。许多轴承制造商/设备制造商提供预装在轴承箱上的永久安装的传感器，准确反映设备运行时真实的轴承（金属）温度，而不仅仅是轴承箱表面温度。

便携式热成像工具提供了一种快速有效的轴承性能监测方法，这种设备使用红外（IR）热成像来直观地识别温度的变化 – 最常见的是红外温度计。尽管便携式热成像工具通常无法测量大面积的温度，但它们价格低廉且易于使用。

使用便携式温度测量工具，例如热成像枪，将帮助你准确的监测轴承温度。当轴承发生故障时，其温度将会持续升高。随时间变化的温度趋势，将有助于在故障的早期阶段识别轴承的健康状况。

振动监测

振动分析是可用于轴承分析的信息最丰富的方法 - 触觉是区分平稳和不良运行的好方法。在安全允许的情况下，在运行过程中可以用手感受轴承箱等处的振动。运行不良、推挤或磨损可能表明轴承有问题。

你可以考虑在轴承箱上安装振动监测仪表，不仅可以识别轴承故障的阶段，而且还可以确定整个机组的性能和问题。安装在轴承箱上的传感器可以是永久安装或便携式磁性底座加速度计、位移探头或速度传感器。传感器的选择取决于轴承转速、灵敏度要求和应用。尽管振动反馈非常理想，但由于数据收集和解释的复杂性，适当的培训很重要。

滑润监测

可以对清洁过的油脂进行简单的测试，以检测硬颗粒污染物。重新润滑后，技术人员可蘸一些清洁后的油脂，在两手指尖之间摩擦，粗略检验一下是否存在颗粒污染物。不良的油脂可能表明需要更频繁的润滑，或者轴承会过早（因磨损而）失效。